UV/Fenton-Fe~0技术降解盐酸副品红的研究

采用基于Fe~0的非均相UV/Fenton技术对水中盐酸副品红(BR9)的去除效果和主要影响因素进行了研究。结果表明:当pH=3.0,Fe~025 mg/L,H_2O_2 34 mg/L时,1 min后BR9的去除率达93.4%,反应符合伪一级降解动力学;初始BR9浓度升高,反应速率降低,BR9绝对去除量增加。pH升高,BR9去除率降低,pH3时,BR9去除率70%;水中少量天然有机物(TOC 5~10 mg/L)和常见无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-)均抑制了体系对BR9的降解;自由基抑制实验证实降解过程符合羟基自由基(·OH)氧化机理。     

Fe2+/过碳酸盐催化氧化修复四氯乙烯污染地下水的机理及应用

采用Fe~(2+)催化过碳酸钠(SPC)工艺对四氯乙烯(PCE)污染地下水进行修复,考察了氧化剂、催化剂浓度对PCE降解过程的影响。分别以硝基苯和四氯化碳为HO·探针和还原性自由基探针,证实了Fe~(2+)/SPC工艺中存在大量的HO·和少量的O_2~(·-);分别以异丙醇及氯仿为HO·及还原性自由基的清扫剂考察工艺的主体自由基,结果表明Fe~(2+)/SPC工艺降解PCE的主体自由基为HO.,并通过电子顺磁共振(EPR)试验证实了这一结果。结合实际地下水成分,考察了阴离子(Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-)及腐植酸(HA)对PCE降解过程的影响,结果表明HCO_3~-、CI~-及HA均对降解过程有抑制作用,而SO_4~(2-)、NO_3~-对PCE降解没有显著影响。Cl~-浓度测定结果表明,催化降解过程能使PCE完全脱氯。采用Fe~(2+)/SPC催化降解工艺修复PCE污染地下水具有较好的应用前景,实际应用中应考虑药剂投加量、阴离子和腐植酸等的影响。     

紫外活化过硫酸盐降解磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯

采用紫外活化过硫酸盐(UV/PS)去除水体中有机磷阻燃剂磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCPP),探索不同因素对UV/PS降解TDCPP的影响及降解中间产物的转化机制,并考察UV/PS对实际水体中TDCPP的去除效果。结果表明,TDCPP降解反应符合准1级动力学模型,优化反应速率常数(k_(obs))为0.122 2 min~(-1);当PS投加量为50 mg/L、pH为7时,在30 min内TDCPP降解率高达97.9%;溶液中CO_3~(2-)、NO_3~-、Cl~-的存在均会降低UV/PS对TDCPP的去除效率,且抑制作用CO_3~(2-)NO_3~-Cl~-;此外,自由基淬灭实验表明SO_4~(·-)对TDCPP的降解起主导作用。采用液相串联高分辨质谱检测到2种稳定的降解产物。实验结果可为实际水体中有机磷阻燃剂的有效控制提供了新的科学视角。     

真空紫外光化学降解双酚A的影响因素研究

以双酚A(BPA)为目标污染物,研究了185 nm真空紫外光(VUV)辐照下其光化学降解。结果表明,在一定的辐照度下,BPA的去除率随其初始含量的增大而减小。当溶液初始pH为5.95时,BPA的降解速率最大;而随着溶液pH的增加,降解速率减慢,强碱性条件不利于BPA的降解。CO_3~(2-)、HCO_3~-、NO_3~-、Cl~-以及SO_4~(2-)与BPA共存时,其准1级反应速率常数k(CO_3~(2-))k(NO_3~-)k(HCO_3~-)k(Cl~-)k(无)k(SO_4~(2-)),其中CO_3~(2-)对反应的抑制作用最大,而Cl~-的抑制作用和SO_4~(2-)的促进作用不显著。不同水质对BPA降解的影响表明:BPA在超纯水中的降解最快,其次是自来水,而在河水中的降解最慢。溶解有机质的存在是抑制实际水体中BPA降解的主要原因。由此推断,BPA在185 nm VUV的作用下主要是通过直接光解和羟基自由基引起的间接降解而得到去除。     

UV/H2O2降解水中含氮消毒副产物-苯乙腈的动力学和影响因素

采用UV/H_2O_2高级氧化技术处理水中含氮消毒副产物苯乙腈,研究了影响苯乙腈降解的因素。结果表明,单纯UV体系中,去除效果不明显。UV/H_2O_2对苯乙腈具有较高的去除率,且降解符合一级反应动力学。随着过氧化氢投加量增大,苯乙腈的去除率呈先增大后减小的趋势,且在投加量为20 mg/L时可达94.9%;溶液初始浓度的增加会提高去除效果,且动力学速率常数增加;降低溶液pH值、增大紫外辐射剂量有利于降解速率和去除率的提高;自来水为基质对降解苯乙腈的影响不明显;Cl~-、Mg~(2+)、Al~(3+)对苯乙腈去除有一定的抑制作用,抑制率达20.9%以上。文中将UV/H_2O_2高级氧化技术应用于控制苯乙腈,以期为水中苯乙腈的降解提供基础理论。     

柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐降解活性艳红X-3B

文章研究了柠檬酸螯合Fe(Ⅲ)活化过硫酸盐体系对水中活性艳红X-3B的降解效果。考察了过硫酸盐浓度、Fe(Ⅲ)/柠檬酸(CA)、pH及阴离子(NO_3~-、NO_2~-、HCO_3~-、Cl~-)对X-3B降解效果的影响,并研究体系中产生自由基的贡献率。结果表明,过硫酸盐浓度为0.2 mmol/L时,X-3B降解率最大;X-3B的降解率随Fe(Ⅲ)/CA增大而增大;pH的增大不利于X-3B的降解;无机阴离子的加入抑制X-3B的降解。·OH和SO_4~(·-)在光解过程中的贡献率分别为58%和31%。     

水环境中持久性有机污染物光降解研究进展

对水环境中持久性有机污染物的光降解理论依据以及其直接光降解和间接光降解进行了综述。主要对持久性有机污染物在水环境中的光降解过程中所涉及的主要影响因素(包括:pH及NO_3~-、NO_2~-、Fe~(3+)、腐殖酸和富里酸等光敏剂)对于光降解的影响作用和机理进行了阐述。pH对于持久性有机物光降解的影响主要取决于其自身结构,NO_3~-、NO_2~-及Fe~(3+)可促进光降解反应,腐殖酸和富里酸的适量添加对于持久性有机物的光降解有促进作用。     

VUV/UV/NaClO工艺降解百里香酚协同效应及活性物质贡献

采用VUV/UV/NaClO与UV/NaClO工艺降解百里香酚(Tml)，以协同因子(R)为评价指标，探究了NaClO浓度和pH对Tml去除及协同效应的影响；以硝基苯(NB)和苯甲酸(BA)为探针化合物，确定了不同工艺中HO·和Cl·的稳态浓度及其与Tml的二级反应速率常数；并对比了两种工艺中不同物质对Tml降解的贡献。结果表明，VUV/UV/NaClO与UV/NaClO工艺降解Tml均符合拟一级反应动力学，其一级动力学常数k_VUV/UV/Cl和k_UV/Cl分别为0.0113 s^-1和0.00479 s^-1，且均与NaClO浓度呈正相关；VUV/UV/NaClO和UV/NaClO工艺对Tml的降解具有显著的协同效应，相应的协同因子(R_VUV/UV/Cl、R_UV/Cl)随NaClO的浓度的增加及溶液pH的增大均先增加再降低；当NaClO浓度为0.3 mg·L^-1和pH=7时，R_VUV/UV/Cl和R_UV/Cl达到最大值，分别为1.9和2.1，对应的协同增效为90%和110%。VUV/UV/NaClO和UV/NaClO工艺中HO·的贡献率分别为42.7%和37.6%，Cl·的贡献率分别为42.4%和28.5%。两种工艺中HO·和Cl·均为主要贡献物质。     

辉光放电电解降解水体中阳离子桃红FG的机理

用辉光放电电解(GDE)技术对模拟染料废水阳离子桃红FG的降解过程进行了研究。通过发射光谱法测定了GDE产生的活性粒子,用紫外光谱和总有机碳(TOC)分析仪研究了不同放电时间下的脱色率和去除率,用电导率仪和酸度计测定了降解过程中溶液的电导率和pH的变化,同时用离子色谱对降解中间产物进行了分析。结合各种分析结果,探讨了GDE降解阳离子桃红FG的机理。结果表明,在最佳电压600 V时,溶液中产生HO·、O·、H·等高活性粒子;放电120 min时,200 ml 20 mg/L阳离子桃红FG的脱色率和TOC去除率分别可达99.0%和72.6%;降解液pH先减小后增大,电导率存在先增大后减小的趋势;离子色谱测试表明,降解过程中产生多种有机小分子酸。羟基自由基(HO·)对阳离子桃红FG的降解起关键作用,GDE降解阳离子桃红FG的机理为:HO·作用下助色基团键断裂,产生酚类等中间产物,然后继续被降解为醌和小分子有机酸,最终矿化为Cl~-、NO_3~-、CO_2和H_2O。     

化学法处理低浓度硝酸盐氮废水的试验研究

试验探究了Fe~0+NaClO处理低浓度硝酸盐氮废水的可行性。考察了pH、温度、Fe~(2+)浓度、Fe~0投加量和初始NO_3~-浓度对Fe~0还原硝酸根的影响以及NaClO投加量对Fe~0和NO_3~-的还原产物NH_4~+去除效果的影响。试验结果表明,当NO_3~-初始质量浓度为50 mg/L、pH=2时,投加10 g/L Fe~0,50℃恒温反应2 h后,再投加300 mmol/L的NaClO,可使出水NO_3~-低于5 mg/L,NH_4~+低于2 mg/L。     

电化学氧化去除水中的磺胺二甲基嘧啶研究

采用电化学氧化法对实验室配水中的磺胺二甲基嘧啶(SMZ)进行处理,对影响SMZ去除效果的因素进行了考察,并研究了该方法对实际废水中SMZ的去除效果。结果表明,电流密度对SMZ去除影响最大;电解质浓度和电极间距对SMZ去除影响不大;溶液初始pH对SMZ去除无明显影响;水中离子(Cl~-、PO_4~(3-)、NO_2~-、Fe~(3+)、Fe~(2+)、NO_3~-)对SMZ去除有一定促进作用,其中Cl~-存在时10 min内可完全去除SMZ。该方法对污水厂二级出水中SMZ的去除效果更好,SMZ去除率为配水的3倍。     

UV/PS去除饮用水中亚硝基二丙胺的研究

采用紫外/过硫酸盐(UV/PS)高级氧化技术去除饮用水中含氮消毒副产物亚硝基二丙胺(NDPA),考察了PS投加量、NDPA初始浓度、pH值、共存阴离子对NDPA降解效率的影响,并拟合其动力学模型。结果表明,单独UV辐射以及单独PS氧化,去除效果均不显著;UV/PS联用有较高的降解效果,在反应温度为25℃、pH值为7.0、紫外光照强度为168μW/cm²下,最佳PS投加量和NDPA初始浓度分别为0.05 mmol/L和200μg/L时,UV/PS可在40 min内降解75%以上的NDPA。NDPA的降解速率随着PS投加量的增大而增大,随着NDPA初始浓度的增加而降低;随着pH值的增大而减小;共存阴离子NO2下,最佳PS投加量和NDPA初始浓度分别为0.05 mmol/L和200μg/L时,UV/PS可在40 min内降解75%以上的NDPA。NDPA的降解速率随着PS投加量的增大而增大,随着NDPA初始浓度的增加而降低;随着pH值的增大而减小;共存阴离子NO^-_3对NDPA的去除具有轻微的抑制作用,而HCO-_3对NDPA的去除具有轻微的抑制作用,而HCO^-_3、Cl-_3、Cl^-对NDPA的去除具有一定的促进作用。其降解均符合一级动力学。     

Fenton/过硫酸盐降解水中的4-乙酰氨基酚

以Fe~(2+)作为活化剂,活化H_2O_2和过硫酸盐(PS)降解水中的4-乙酰氨基酚(AC),考察了影响降解效果的主要因素。结果表明,AC降解率随着Fe~(2+)浓度的增加而提高,随着pH的增加而降低。采用Fenton/PS体系在弱酸性和中性条件下降解AC,AC降解率可分别达到88%和61%;在pH=8时仍有32%的AC降解率,扩大了pH的适用区域。甲醇和叔丁醇淬灭实验验证了在Fenton/PS体系中降解AC,HO·是主要的反应自由基。     

臭氧化降解给水系统中磺胺甲噁唑的试验研究

研究了臭氧对难降解的磺胺甲口唑(SMZ)的氧化效果,考察了pH、臭氧投加量、SMZ含量、自由基清除剂的去除对反应的影响,并对反应机理进行了初探.结果表明,在强碱性溶液中,O_3分解产生·OH,通过·OH的强氧化作用,质量浓度为200μg·L~(-1)的SMZ废水在臭氧投加量为4mg·L~(-1)条件下,去除率可达56.83%.臭氧氧化对SMZ有一定的降解作用,尤其在高pH条件下,·OH可将SMZ氧化生成相对分子质量较小的物质,主要是对氨基苯磺酰胺、NO_3~-以及有机酸.     

超声技术降解水中双酚A的性能和机理研究

以内分泌干扰物双酚A(BPA)为目标物,分别探讨了超声体系性能指标及各水质参数对BPA降解的影响,分析BPA超声降解机理。结果表明,超声频率和功率密度显著影响超声的化学性能,其中超声频率400 k Hz对BPA降解率最高。BPA降解的准1级速率常数k(BPA)与热功率密度(PD)呈线性相关。此外,超声降解BPA主要由气液界面的HO~·氧化引起,BPA的降解率随着初始BPA含量的增加而降低,初始温度对超声降解BPA影响较小,酸性条件下有利于BPA的降解。各种常见阴离子中,Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)和NO_3~-对超声降解BPA的影响不大,而HCO_3~-和NO_2~-表现出较明显的抑制作用。BPA分子苯环的羟基化和C-C键的断裂是超声降解主要降解途径。     

氢自养菌降解水中溴酸盐和高氯酸盐的影响因素

基于序批式摇瓶实验研究了pH、NO_3~--N、底物浓度(BrO_3~-、ClO_4~-初始浓度)对氢自养反硝化菌同步降解水中BrO_3~-和ClO_4~-的影响。结果表明:氢自养还原反应的最佳pH为7.0~7.5,pH过高或过低均会对BrO_3~-和ClO_4~-的还原产生抑制作用。NO_3~--N为5 mg/L时,氢自养反硝化菌对BrO_3~-和ClO_4~-降解率最大。氢自养微生物降解BrO_3~-和ClO_4~-有一定的浓度限制,浓度过高或过低均会降低BrO_3~-和ClO_4~-的降解效果。     

Fe~0-Na_2S_2O_8去除畜禽废水中磺胺二甲基嘧啶研究

研究通过添加微米零价铁(μZVI)催化过硫酸钠(PS)产生大量硫酸根自由基(SO_4·~-),以快速降解畜禽废水中磺胺二甲基嘧啶(SM2)。考察了不同粒径、μZVI投加量、PS含量、初始pH、反应温度对SM2降解效果的影响。结果表明,一定范围内,随着ZVI的粒径变小,μZVI投加量和PS含量的提高,SM2的降解效果有所增大。在μZVI-PS体系中,当μZVI投加量为0.25 g/L、PS浓度为7.5 mmol/L、SM2浓度为50μmol/L,反应30min后,SM2完全降解。其中初始pH及反应温度对SM2的降解有较大影响,当pH=5、温度45℃时SM2的降解效果为佳。μZVIPS体系在去除畜禽废水中SM2的同时,对畜禽废水中COD也具有良好的去除效果。     

紫外-过硫酸盐降解水中环丙沙星动力学和效果

研究了紫外发光二极管-过硫酸盐(UV-LED/PS)体系降解环丙沙星(CIP)的动力学和效果。结果表明,不同UV波长(255~365 nm)能影响降解效率,对于浓度3μmol/L的CIP,UV波长280 nm+浓度84μmol/L的PS的降解效率最高,速率常数k_(obs)为0.124 8 min~(-1)。溶液pH为7时反应效率最高,酸性或碱性条件不利于降解;NO_3~-对反应速率有显著影响。低功率(23μW/cm~2)UV/PS体系对CIP的矿化效果并不明显,但能有效削弱CIP的抑菌性。     

亚铁活化过氧乙酸降解水中磺胺甲恶唑：投药策略和反应机理

为解决传统工艺难以有效降解水中抗生素类污染物的问题，采用亚铁离子(Fe²⁺)活化过氧乙酸(PAA)氧化降解水中典型抗生素类物质磺胺甲恶唑(SMX)。考察了PAA和Fe²⁺投加量、药剂不同投加策略对PAA活化和SMX降解的影响，并鉴定了参与反应系统的活性物种。结果发现，PAA和Fe²⁺浓度的适当增加，能提高SMX降解效率，但过量添加会抑制降解；从一次投加改为分次投加(投加相同的总量，但在特定的时间间隔内投加)和连续投加(投加相同的总量，但在反应时间内连续投加)时，SMX的降解效率显著提高；监测体系中Fe²⁺和PAA的浓度发现，分次与连续投加方式均改善了PAA的活化效果。自由基捕获实验结果表明，羟基自由基(HO·)、有机自由基和Fe^IVO²⁺均可能参与了SMX的降解；连续投加PAA策略下，HO·对SMX降解的贡献要大于一次投加和连续投加Fe²⁺策略。     

镁离子强化UV/PMS体系降解染料的探究

用酸性橙7(AO7)模拟染料废水,探究了Mg~(2+)对UV/PMS体系降解染料废水的强化作用,及其影响因素和主要氧化物种。实验结果表明,Mg~(2+)的加入会显著增强UV/PMS体系的氧化能力。底物浓度与AO7的降解效果成负相关;PMS投量、Mg~(2+)投量和紫外灯功率与AO7的降解效果成正相关;pH的升高对该体系起到一定的抑制作用。Mg~(2+)/UV/PMS体系主要氧化物种是硫酸根自由基(SO4·-)和少量羟基自由基(·OH)。